Заклепочное соединение Советский патент 1989 года по МПК F16B5/04 

S

(Л

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным заклепочным соединениям. Цель изобретения - повышение ресурса заклепочного соединения. Заклепка содержит стержень 1 с закладной головкой 2. На стержне 1 выполнена кольцевая выемка 3. Выемка 3 заполнена микрокапсулами герметика 4. Заклепка вставляется в отверстие соединяемых деталей и расклепывается. Объем герметика, заключенного в выемке, должен заполнить микронеровности на стенке отверстия и стержня заклепки. За счет уменьшения слоя герметика между стержнем 1 заклепки и стенкой отверстия уменьшаются взаимные деформации соединяемых деталей, уменьшается фреттинг-коррозия и, как следствие, повышается ресурс соединения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

ел

о

00

о ю

Фи.1

: Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным.заклепочным соединениям.

Цель изобретения - повышение ресурса закленочного соединения.

На фиг. 1 представлена заклепка, установленная в пакет деталей перед образованием замыкающей головки; на фиг. 2 - зона кольцевой выемки заклепки, установленной в пакет перед образованием замыкающей головки; на фиг. 3 - то же в начальной стадии осадки стержня заклепки; на фиг. 4 - зона контакта поверхности отверстия и заклепки выполненного соединения с заполнением полостей между микронеровностями; на фиг. 5 - узел I на фиг. 4.

Заклепка состоит из стержня 1 и закладной головки 2. На стержне заклепки выполнена кольцевая выемка 3. В выемке раз- менюны микрокапсулы герметика 4 под защитной пленкой.

Заклепка вставляется в отверстие 5 и рас- клепывается. Объем герметика, заключенного в выемке, должен заполнить микронеровности на стенке отверстия и стержня заклепки.

Объем У от микронеровностей на поверх- ности стенки отверстия равен площади FOTH поверхности отверстия, умноженной на среднюю глубину ftcp всех микронеровностей, и определяется из соотношения:

/1ср, Sn Л,

е /г

средняя глубина микронеровностей на поверхности стенки отверстия, мм; диаметр отверстия, мм.; толщина пакета склепываемъ1х деталей, мм. Прини.мая с небольшой погрещностью

doTii - 5л -

, ЛтвЗг-Йз,

диаметр заклепки, мм;

средняя высота микронеровностей

стенки отверстия, мм

Vo RavrdзS n,45

40

Объем микронеровностей на поверхности стержня заклепки Уз вычисляется аналогично:

,-d3-Sn-n,

где Ra - средняя высота микронеровностей стержня заклепки, мм.

Отверстия под заклепки в деталях получают сверлением. Шероховатость стенок отверстий после сверления находится в пре- 55 делах /(,„, 100-6 мкм.

Шероховатость стержня заклепки Raf 2--6 мкм определяется стандартом на заклепку.

Суммарный объем микронеровностей на поверхности стенки отверстия и стержня заклепки равен Умн Кот-|-Уз ав,

Хл+Ла- 3-5п-Я (.)3-Л-5п

Подставляя Sn из известной зависимости L Sn-j-l,, где L - длина з-аклепки, получают

V.(Rai+Ra)-d3-n{L l,3 da),

Этот объем герметика необходимо разместить в кольцевой выемке на стержне заклепки. Объем кольцевой выемки равен

,

где do - внещний диаметр кольца;

d - внутренний диаметр кольца;

Н - ширина кольца.

Герметик не должен выступать за диаметр заклепки, и поэтому .

Внутренний диаметр выемки определяется из соотнощения:

d d3-2h, где/I глубина выемки.

Приравнивая объемы VKB и Умн получают:

(Ка„, +RaJd,.

,/, он H-i -iSS -nLlI 3E5.1d3 x(L-1,3dj), Н- db-h2

5fH35

Ширина выемки не должна быть больше толщины пакета, так как герметик должен располагаться только в отверстии. ,3u(3

Минимальная глубина выемки определяется из соотношения

L-1,3rf3 (,(L-l,3d3)d3, йз/г-Л

40 (Raor+R -,)d,A

/I d3--VtJ3 -4 (Ra.+RaJd3.

Максимальная глубина выемки ,06йз определяется из условия, чтобы на стержне заклепки при осадке не должны образовываться пояски закрытия выемки.

В начальный период осадки заклепки возрастающее усилие клепки достигает значения, при котором материал заклепки находится в состоянии пластической деформации, т.е. действующие напряжения о равны напряжению предела пропорциональности для данного материала (сг,,).

По известной зависимости , где Р -

усилие клепки, f - площадь сечения стержня заклепки, можно сказать, что пластическая деформация начнется в сечении стержня, имеющем наименьшую площадь сечения, т.е. в зоне кольцевой выемки (фиг. 2).

Часть стержня высотой Н (кольцевая выемка) при осадке принимает бочковид- ную форму и разделяет имеющийся объем герметика 4 на две равные порции (фиг. 3), которые в процессе осадки стержня заклепки вытесняются в зазор между отверсдруг друга при приложении внешней нагрузки. Кроме того, снижается фреттинг- коррозия, что также позволяет повысить ресурс заклепочного соединения.

Формула изобретения

При осаСдке заклепки герметик разделя- целью повышения ресурса заклепочного сое- ется на две равные порции и поэтому динения, на стержне заклепки выполнена необходимо, чтобы центр выемки находился кольцевая выемка, ширина Н которой опре- симметрично по толщине пакета, а именно деляется из соотнощения: от торца заклепки центр выемки должен

находиться на расстоянии X, которое равно,, (..) (-1,).

длине выступающей из пакета части стержня d h-h

заклепки плюс половина толщины пакета.

20 где о,,,/ а -средняя высота микронеровX l,3d3+S.T/2 L/2-4-0,65d3,

где S выражена через L.

После осадки заклепки герметик заполнит микронеровности на поверхности от- с верстия и стержня, тем самым создав герметичное соединение.

d3 - h -

ностеи на стержне заклепки и стенке отверстия, мм; диаметр заклепки, мм; глубина выемки, которая опре деляется из соотношения

0,,5(d3-Л/ з-4(..)з),

Данное техническое решение позволяет При этом микрокапсулы размещены в упо- повысить ресурс заклепочного соединения за мянутой выемке.

счет уменьщения слоя герметика между зо 2. Соединение по п. 1, отлычаюи ееся тем, стержнем заклепки и стенкой отверстия, что кольцевая выемка расположена на что позволяет уменьщить взаимные дефор- стержне симметрично по толщине пакета мации соединяемых деталей относительно соединяемых деталей.

иг.г

друг друга при приложении внешней нагрузки. Кроме того, снижается фреттинг- коррозия, что также позволяет повысить ресурс заклепочного соединения.

Формула изобретения

ностеи на стержне заклепки и стенке отверстия, мм; диаметр заклепки, мм; глубина выемки, которая опре деляется из соотношения

0,,5(d3-Л/ з-4(..)з),

Фиг.

аг.4Фиг. 5